DE102017113408A1 - Abgassteuerungssystem für Verbrennungskraftmaschine und Steuerungsverfahren für Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Abgassteuerungssystem für Verbrennungskraftmaschine und Steuerungsverfahren für Verbrennungskraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102017113408A1
DE102017113408A1 DE102017113408.5A DE102017113408A DE102017113408A1 DE 102017113408 A1 DE102017113408 A1 DE 102017113408A1 DE 102017113408 A DE102017113408 A DE 102017113408A DE 102017113408 A1 DE102017113408 A1 DE 102017113408A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
fuel ratio
temperature
way catalyst
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102017113408.5A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102017113408B4 (de
Inventor
Takashi Nakamura
Keiichi Myojo
Yoshiyuki Shogenji
Noriyasu Kobashi
Yuki NOSE
Eiji Ikuta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE102017113408A1 publication Critical patent/DE102017113408A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102017113408B4 publication Critical patent/DE102017113408B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F02D41/0082—Controlling each cylinder individually per groups or banks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055—Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/025—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by changing the composition of the exhaust gas, e.g. for exothermic reaction on exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • F02D2200/0804—Estimation of the temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

In dem Abgassteuerungssystem ist die elektronische Steuerungseinheit (20) konfiguriert, um eine erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil von Zylindern (2) auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Zylinder (2) auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit (20) ist konfiguriert, um eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen einer Fehlfunktionsdiagnose auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit (20) ist konfiguriert, um die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen, wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, nachdem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine und ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine.
  • 2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
  • Bei einem Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine, die einen in einem Auslassdurchgang angeordneten Drei-Wege-Katalysator beinhaltet, ist eine Technik zum Steuern eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses für jeden Zylinder der Verbrennungskraftmaschine, um die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators zu erhöhen, bekannt. Bei einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Erhöhen der Katalysatortemperatur wird ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Zylinder auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Zylinder wird auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Nachstehend wird die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Erhöhen der Katalysatortemperatur als „erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung” bezeichnet. Diejenigen Zylinder, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert werden, werden als „magere Zylinder” bezeichnet. Diejenigen Zylinder, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird, werden als „fette Zylinder” bezeichnet.
  • Wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, dann werden ein Zeitraum, in dem vorwiegend Abgas, das aus den mageren Zylindern abgegeben wird, in den Drei-Wege-Katalysator strömt, und ein Zeitraum, in dem vorwiegend Abgas, das aus den fetten Zylindern abgegeben wird, in den Drei-Wege-Katalysator strömt, abwechselnd wiederholt. Das heißt, dem Drei-Wege-Katalysator wird abwechselnd Abgas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Abgas des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt. Wenn dem Drei-Wege-Katalysator dabei Abgas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, dann wird in dem Drei-Wege-Katalysator Sauerstoff in Abgas gespeichert. Weiterhin, wenn dem Drei-Wege-Katalysator Abgas des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, werden HC und CO in Abgas durch Sauerstoff, der in dem Drei-Wege-Katalysator gespeichert ist, oxidiert. Ein Anstieg der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators wird in diesem Fall durch Oxidationswärme von HC und CO gefördert. Selbst wenn indes die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, werden HC und CO in dem Drei-Wege-Katalysator oxidiert und NOx in Abgas wird reduziert. Das heißt, gemäß der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ist es möglich, einen Anstieg der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators zu fördern, während in dem Drei-Wege-Katalysator nicht nur eine HC- und CO-Oxidationsfunktion, sondern auch eine NOx-Reduktionsfunktion vorliegt.
  • Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2001-050082 ( JP 2001-050082 A ) offenbart eine Technik zum Durchführen einer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für jeden Zylinder, gleich der oben beschriebenen ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung. Die in JP 2001-050082 A offenbarte Technik ist eine Technik zum Durchführen einer Rückkopplungsregelung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in mageren Zylindern und eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in fetten Zylindern basierend auf einem Erfassungswert eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors, der in einem Auslassdurchgang auf einer Stromaufwärtsseite eines Drei-Wege-Katalysators vorgesehen ist.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In dem Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine, in dem die oben beschriebene erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, sind Sensoren, die physikalische Größen erfassen, welche mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korrelieren, in einem Auslassdurchgang auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators und einem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Hier wird der Sensor, der im Auslassdurchgang auf der Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen ist, als ein „stromaufwärtiger Sensor” bezeichnet, und der Sensor, der im Auslassdurchgang auf der Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen ist, wird als ein „stromabwärtiger Sensor” bezeichnet. In dem Abgassteuerungssystem, das eine solche Konfiguration besitzt, wird eine Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose des Drei-Wege-Katalysators, des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors durchgeführt.
  • Wenn die oben beschriebene Fehlfunktionsdiagnose durchgeführt wird, dann wird eine von der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung verschiedene Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. Das heißt, es wird eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Umschalten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen einer Mehrzahl von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, ausgeführt. Nachstehend wird eine solche Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Fehlfunktionsdiagnose als „zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung” bezeichnet. Dann wird eine Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators, des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors basierend auf einer Art des Verlaufs des Erfassungswertes des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors durchgeführt, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • In einem Fall, in dem eine Aufforderung zur oben beschriebenen Fehlfunktionsdiagnose vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, ist es notwendig, die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nach Unterbrechen der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Die Erfindung sieht ein Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine und ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine vor, welche imstande sind, eine Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose eines Drei-Wege-Katalysators, eines stromaufwärtigen Sensors oder eines stromabwärtigen Sensors in einem solchen Fall auf geeignetere Weise auszuführen.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern. Das Abgassteuerungssystem beinhaltet einen Drei-Wege-Katalysator, einen stromaufwärtigen Sensor, einen stromabwärtigen Sensor und eine elektronische Steuerungseinheit. Der Drei-Wege-Katalysator ist in einem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren vorgesehen. Die Auslasszweigrohre sind jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern verbunden. Der stromaufwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromaufwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Der stromabwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromabwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators festgestellt wird. Das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator, dem stromaufwärtigen Sensor und dem stromabwärtigen Sensor auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen einer Fehlfunktionsdiagnose auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umzuschalten, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine Katalysator-Referenztemperatur zu schätzen, während die elektronische Steuerungseinheit die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausführt. Die Katalysator-Referenztemperatur ist die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • Während gemäß der oben beschriebenen Konfiguration die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wird die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet, geschätzt. Dann wird die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, nachdem die geschätzte Temperatur größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur wird, welche ein Schwellenwert für die Ausführung der Fehlfunktionsdiagnose ist, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für die Fehlfunktionsdiagnose wird ausgeführt.
  • Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration wird für die Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose des Drei-Wege-Katalysators, des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. Die vorbestimmte Diagnosetemperatur ist eine Temperatur, bei der der Drei-Wege-Katalysator in einem Normalzustand ausreichend aktiviert ist. Dann wird die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich der Diagnosetemperatur ist. Damit ist es möglich, die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators, des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors basierend auf einer Art des Verlaufs des Erfassungswertes des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors durchzuführen, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • Bei identischem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine steigt, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators im Vergleich dazu, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ausgeführt wird. Aus diesem Grund nimmt, wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, um die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Fehlfunktionsdiagnose auszuführen, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators nach der Unterbrechung ab. Selbst wenn eine Isttemperatur (das heißt, eine Temperatur, die einen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet) des Drei-Wege-Katalysators die Diagnosetemperatur erreicht, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, kann demgemäß die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators unter die Diagnosetemperatur absinken, wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird. In diesem Fall ist es nicht möglich, eine Fehlfunktionsdiagnose durchzuführen.
  • Demgemäß wird gemäß der oben beschriebenen Konfiguration während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung die Katalysator-Referenztemperatur, welche die Temperatur (das heißt, eine Temperatur in einem Fall, in dem angenommen wird, dass die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ausgeführt wird) des Drei-Wege-Katalysators ist, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet, geschätzt. Dann unterbricht die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, und führt die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aus.
  • Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators unter die Diagnosetemperatur abfällt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird. Aus diesem Grund ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise auszuführen.
  • In dem oben beschriebenen Abgassteuerungssystem kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, um die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem ein Zustand, in dem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur ist, für einen ersten vorbestimmten Zeitraum oder länger fortgesetzt wird. Der erste vorbestimmte Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem bestimmt werden kann, dass die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators stabil ist und größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird. Auf diese Weise wird die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, nachdem der Zustand, in dem die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich der Diagnosetemperatur ist, für den ersten vorbestimmten Zeitraum oder länger fortgesetzt wird, wodurch es möglich ist, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators unter die Diagnosetemperatur absinkt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindern. Das Abgassteuerungssystem beinhaltet einen Drei-Wege-Katalysator, einen stromaufwärtigen Sensor, einen stromabwärtigen Sensor und eine elektronische Steuerungseinheit. Der Drei-Wege-Katalysator ist in einem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren vorgesehen. Die Auslasszweigrohre sind jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern verbunden. Der stromaufwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromaufwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Der stromabwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromabwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators festgestellt wird. Dabei ist das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator, dem stromaufwärtigen Sensor und dem stromabwärtigen Sensor auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose auszuführen. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umzuschalten, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. Die elektronische Steuerungseinheit ist konfiguriert, um die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich einer vorbestimmten Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Die Unterbrechungstemperatur ist eine Temperatur, die höher ist als die Diagnosetemperatur, und ist eine Temperatur, auf der die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators selbst dann größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten wird, wenn die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht.
  • Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration wird die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, nachdem die Temperatur (Isttemperatur) des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich der vorbestimmten Unterbrechungstemperatur wird, welche höher ist als die vorbestimmte Diagnosetemperatur als ein Schwellenwert für die Ausführung der Fehlfunktionsdiagnose, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung für die Fehlfunktionsdiagnose wird ausgeführt.
  • Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es, genau wie im oben beschriebenen ersten Aspekt, möglich zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators nach Unterbrechen der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unter die Diagnosetemperatur abfällt. Aus diesem Grund ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise auszuführen.
  • Im zweiten Aspekt kann die elektronische Steuerungseinheit konfiguriert sein, um die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem ein Zustand, in dem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur ist, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum oder länger fortgesetzt wird. Der zweite vorbestimmte Zeitraum ist ein Zeitraum, in dem bestimmt werden kann, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators stabil ist und größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Auf diese Weise, indem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, nachdem der Zustand, in dem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur ist, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, für den zweiten vorbestimmten Zeitraum oder länger fortgesetzt wird, ist es möglich, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators unter die Diagnosetemperatur abfällt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine beinhaltet eine Mehrzahl von Zylindern und ist mit einem Abgassteuerungssystem versehen. Das Abgassteuerungssystem beinhaltet einen Drei-Wege-Katalysator, einen stromaufwärtigen Sensor, einen stromabwärtigen Sensor und eine elektronische Steuerungseinheit. Der Drei-Wege-Katalysator ist in einem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren vorgesehen. Die Auslasszweigrohre sind jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern verbunden. Der stromaufwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromaufwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Der stromabwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromabwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Das Steuerungsverfahren beinhaltet: Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung; Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators festgestellt wird; wobei das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator, dem stromaufwärtigen Sensor und dem stromabwärtigen Sensor; Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose; Umschalten, durch die elektronische Steuerungseinheit, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist; Schätzen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer Katalysator-Referenztemperatur, während die elektronische Steuerungseinheit die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausführt, wobei die Katalysator-Referenztemperatur eine Temperatur des Drei-Wege-Katalysators ist, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet; und Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, der Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine. Die Verbrennungskraftmaschine beinhaltet eine Mehrzahl von Zylindern und ist mit einem Abgassteuerungssystem versehen. Das Abgassteuerungssystem beinhaltet einen Drei-Wege-Katalysator, einen stromaufwärtigen Sensor, einen stromabwärtigen Sensor und eine elektronische Steuerungseinheit. Der Drei-Wege-Katalysator ist in einem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren vorgesehen. Die Auslasszweigrohre sind jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern verbunden. Der stromaufwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromaufwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Der stromabwärtige Sensor ist in dem Auslassdurchgang auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators vorgesehen. Der stromabwärtige Sensor ist konfiguriert, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert. Das Steuerungsverfahren beinhaltet: Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung; Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung festgestellt wird, wobei das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator, dem stromaufwärtigen Sensor und dem stromabwärtigen Sensor; Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, einer zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose; Umschalten, durch die elektronische Steuerungseinheit, des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist; und Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit, der Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich einer vorbestimmten Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wobei die Unterbrechungstemperatur eine höhere Temperatur als die Diagnosetemperatur und eine Temperatur ist, auf der die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators selbst dann größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten wird, wenn die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht.
  • Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose des Drei-Wege-Katalysators, des stromaufwärtigen Sensors oder des stromabwärtigen Sensors vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise auszuführen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Merkmale, Vorteile sowie die technische und wirtschaftliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen, und wobei:
  • 1 ein Diagramm ist, das die schematische Konfiguration einer Verbrennungskraftmaschine gemäß einer Ausführungsform sowie ein Einlass- und Auslasssystem derselben zeigt;
  • 2 ein Zeitdiagramm ist, das einen Verlauf eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder, eines Erfassungswerts eines stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors und eines Erfassungswerts eines stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors gemäß der Ausführungsform in einem Fall zeigt, in dem eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wenn die Temperatur eines Drei-Wege-Katalysators größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist;
  • 3 ein Diagramm ist, das ein Verfahren zum Berechnen einer maximalen Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators gemäß der Ausführungsform veranschaulicht;
  • 4 ein Zeitdiagramm ist, das einen Verlauf eines ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflags, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem mageren Zylinder, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem fetten Zylinder, der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators, eines Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflags und eines zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflags in der Ausführungsform in einem Fall zeigt, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, das einen Steuerungsablauf zeigt, wenn eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß einer ersten Ausführungsform ausgeführt wird; und
  • 6 ein Flussdiagramm ist, das einen Steuerungsablauf zeigt, wenn eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine konkrete Ausführungsform der Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. Die Abmessungen, Materialien, Formen, relativen Anordnungen und dergleichen von in den Ausführungsformen beschriebenen Bestandteilen sind nicht dazu vorgesehen, den technischen Umfang der Erfindung auf insbesondere diese allein zu beschränken, sofern keine konkreten Aussagen getroffen werden.
  • Zunächst wird eine erste Ausführungsform beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das die schematische Konfiguration einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dieser Ausführungsform sowie ein Einlass- und Auslasssystem davon zeigt. Eine Verbrennungskraftmaschine 1 ist ein Benzinmotor zum Fahrzeugantrieb. Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist ein Vierzylinder-Reihenmotor mit vier Zylindern 2. Jeder Zylinder 2 der Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einer Zündkerze 3 versehen.
  • Ein Einlasskrümmer 4 und ein Auslasskrümmer 5 sind mit der Verbrennungskraftmaschine 1 verbunden. Weiterhin ist jedes Einlasszweigrohr 4a des Einlasskrümmers 4 mit jedem Zylinder 2 verbunden. Jedes Einlasszweigrohr 4a ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 8 versehen, das Benzin einspritzt. Benzin wird jedem Kraftstoffeinspritzventil 8 aus einem Förderrohr 9 zugeführt. Das Kraftstoffeinspritzventil 8 kann Kraftstoff unmittelbar in den Zylinder 2 einspritzen. Ein Sammler der Einlasszweigrohre 4a ist mit einem Einlassdurchgang 6 verbunden. Der Einlassdurchgang 6 ist mit einem Luftdurchflussmesser 13 und einem Drosselventil 14 versehen. Der Luftdurchflussmesser 13 erfasst die Menge von Luft (die Menge von Einlassluft), die in die Verbrennungskraftmaschine 1 strömt. Das Drosselventil 14 verändert sich in eine Durchgangsquerschnittsfläche von Luft in dem Einlassdurchgang 6, um die Menge von Einlassluft der Verbrennungskraftmaschine 1 einzustellen.
  • Jedes Auslasszweigrohr 5a des Auslasskrümmers 5 ist mit jedem Zylinder 2 verbunden. Weiterhin ist ein Sammler der Auslasszweigrohre 5a mit einem Auslassdurchgang 7 verbunden. Der Auslassdurchgang 7 ist mit einem Drei-Wege-Katalysator 10 versehen. Ein stromaufwärtiger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 11 ist in dem Auslassdurchgang 7 auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 10 vorgesehen. Ein stromabwärtiger Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 12 ist in dem Auslassdurchgang 7 auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 10 vorgesehen. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas (nachstehend als „Einströmabgas” bezeichnet), das in den Drei-Wege-Katalysator 10 strömt, wird von dem stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 11 erfasst. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas (nachstehend als „Ausströmabgas” bezeichnet), das aus dem Drei-Wege-Katalysator 10 herausströmt, wird durch den stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 12 erfasst. Statt des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 kann ein O2-Sensor vorgesehen sein, der eine Sauerstoffkonzentration von Einströmabgas erfasst. Statt des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 kann ein O2-Sensor vorgesehen sein, der eine Sauerstoffkonzentration von Ausströmabgas erfasst.
  • Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist auch mit einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 20 versehen. Die ECU 20 ist eine Einheit, die den Betriebszustand oder dergleichen der Verbrennungskraftmaschine 1 steuert. Der Luftdurchflussmesser 13, der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 11 und der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 12 sind mit der ECU 20 elektrisch verbunden. Darüber hinaus sind ein Kurbelwinkelsensor 21 und ein Fahrpedalwinkelsensor 22 mit der ECU 20 elektrisch verbunden. Der Kurbelwinkelsensor 21 erfasst einen Kurbelwinkel der Verbrennungskraftmaschine 1. Der Fahrpedalwinkelsensor 22 erfasst einen Fahrpedalwinkel eines Fahrzeugs, in dem die Verbrennungskraftmaschine 1 montiert ist. Dann werden Ausgabesignale der jeweiligen Sensoren in die ECU 20 eingegeben. Die ECU 20 leitet eine Maschinendrehzahl der Verbrennungskraftmaschine 1 basierend auf dem Ausgabesignal des Kurbelwinkelsensors 21 ab. Die ECU 20 leitet eine Maschinenlast der Verbrennungskraftmaschine 1 basierend auf dem Ausgabesignal des Fahrpedalwinkelsensors 22 ab. Ferner sind das Drosselventil 14, jede Zündkerze 3 und jedes Kraftstoffeinspritzventil 8 mit der ECU 20 elektrisch verbunden. Weiterhin werden diese Vorrichtungen durch die ECU 20 gesteuert. Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist derart konfiguriert, dass die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 8 für jeden Zylinder 2 veränderbar ist.
  • In dieser Ausführungsform ist der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 11 ein Beispiel für einen stromaufwärtigen Sensor. In einem Fall, in dem ein O2-Sensor statt des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 vorgesehen ist, ist der O2-Sensor ein Beispiel für einen stromaufwärtigen Sensor. In dieser Ausführungsform ist der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 12 ein Beispiel für einen stromabwärtigen Sensor. In einem Fall, in dem ein O2-Sensor statt des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorgesehen ist, ist der O2-Sensor ein Beispiel für einen stromabwärtigen Sensor.
  • In dieser Ausführungsform stellt in einem Fall, in dem eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 festgestellt wird, die ECU 20 die Kraftstoffeinspritzmenge (das heißt, die Einspritzmenge aus jedem Kraftstoffeinspritzventil 8) in jedem Zylinder 2 zum Ausführen der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ein. In der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird die Kraftstoffeinspritzmenge in jedem Zylinder 2 eingestellt, wodurch ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der vier Zylinder 2 auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird, welches höher ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der vier Zylinder 2 wird auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, das niedriger ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Diejenigen Zylinder, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird, werden als „magere Zylinder” bezeichnet, und diejenigen Zylinder, in denen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird, werden als „fette Zylinder” bezeichnet. Darüber hinaus wird in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in jedem der mageren Zylinder und der fetten Zylinder derart gesteuert, dass ein Durchschnittswert (nachstehend als ein „Abgas-Luft-/Kraftstoff-Durchschnittsverhältnis” bezeichnet) des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von Einströmabgas zu einem vorbestimmten Abgas-Luft-/Kraftstoff-Sollverhältnis wird. Konkret wird die Kraftstoffeinspritzmenge aus dem Kraftstoffeinspritzventil 8 in jedem der mageren Zylinder und der fetten Zylinder basierend auf den Erfassungswerten des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 und des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 gesteuert.
  • Wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, dann wird dem Drei-Wege-Katalysator 10 abwechselnd Abgas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Abgas des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt. Wenn dabei dem Drei-Wege-Katalysator 10 Abgas des mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, dann wird im Drei-Wege-Katalysator 10 Sauerstoff in Abgas gespeichert. Weiterhin, wenn dem Drei-Wege-Katalysator 10 Abgas des fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses zugeführt wird, werden HC und CO in Abgas durch Sauerstoff, der in dem Drei-Wege-Katalysator 10 gespeichert ist, oxidiert. Ein Anstieg der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 wird dabei durch Oxidationswärme von HC und CO gefördert. Selbst wenn indes die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, werden in dem Drei-Wege-Katalysator 10 nicht nur HC und CO oxidiert, sondern es wird auch NOx in Abgas reduziert. Das heißt, gemäß der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ist es möglich, einen Anstieg der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 zu fördern, während bei dem Drei-Wege-Katalysator 10 nicht nur eine HC- und CO-Oxidationsfunktion, sondern auch eine NOx-Reduktionsfunktion vorliegt.
  • In der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung werden eine Verbrennung in den mageren Zylindern und eine Verbrennung in den fetten Zylindern nicht notwendigerweise abwechselnd für jeden Zylinder wiederholt. Das heißt, die Verbrennungskraftmaschine 1 kann betrieben werden, während ein Teil einer Mehrzahl von Zylindern 2 in der Verbrennungskraftmaschine 1 als magere Zylinder festgelegt sind und der andere Teil einer Mehrzahl von Zylindern 2 als fette Zylinder festgelegt sind. Ferner werden in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung Zylinder, welche als magere Zylinder festgelegt sind, und magere Zylinder aus dem ersten bis vierten Zylinder im Voraus bestimmt. Dabei können die gleichen Zylinder fortwährend als magere Zylinder festgelegt sein, und die gleichen Zylinder können fortwährend als fette Zylinder festgelegt sein. Jedes Mal, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, können Zylinder, welche als magere Zylinder festgelegt sind, und Zylinder, welche als fette Zylinder festgelegt sind, geändert werden. Während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, können Zylinder, welche als magere Zylinder festgelegt sind, und Zylinder, welche als fette Zylinder festgelegt sind, geändert werden.
  • In dieser Ausführungsform stellt die ECU 20 die Kraftstoffeinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils 8 in jedem der mageren Zylinder und der fetten Zylinder ein und steuert dadurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs der mageren Zylinder auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs der fetten Zylinder auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
  • In dieser Ausführungsform wird durch die ECU 20 eine Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 durchgeführt. In einem Fall, in dem die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 durchgeführt wird, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist, führt die ECU 20 eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aus zum Umschalten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen Zylindern 2 zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches magerer ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die vorbestimmte Diagnosetemperatur ist eine Temperatur, bei der der Drei-Wege-Katalysator 10 in einem Normalzustand ausreichend aktiviert ist. Eine solche Diagnosetemperatur wird basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt.
  • 2 ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 (des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen Zylindern 2), des Erfassungswertes des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 und des Erfassungswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 in einem Fall zeigt, in dem die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. In 2 zeigt eine Linie L1 einen Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 an, eine Linie L2 zeigt einen Verlauf des Erfassungswertes des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 an, und eine Linie L3 zeigt einen Verlauf des Erfassungswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 an. 2 zeigt einen Verlauf der jeweiligen Werte, wenn sich der Drei-Wege-Katalysator 10 im Normalzustand befindet.
  • In der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung werden die Kraftstoffeinspritzmengen der Kraftstoffeinspritzventile 8 aller Zylinder 2 eingestellt, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen Zylinder 2 zwischen einem vorbestimmten mageren Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und einem vorbestimmten fetten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis umgeschaltet wird, wie in 2 gezeigt. Dann werden das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Einströmabgas und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Ausströmabgases bei einer Variation des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Zylinder 2 variiert. Aus diesem Grund werden auch der Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 und der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 variiert.
  • Wenn dabei, wie durch die Linie L2 von 2 angezeigt, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Zylinder 2 auf eines aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis in das andere aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis umgeschaltet wird, dann wird der Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 von einem aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das andere aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. Wie durch die Linie L3 von 2 angezeigt, wird, selbst wenn der Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 von dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 nicht umgehend in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. Das heißt, der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 wird einmal von dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einen Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert, wird für einen gewissen Zeitraum auf dem Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten und wird dann in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. Dann wird in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zu dem Zeitpunkt, zu dem der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 von dem fetten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis geändert.
  • Wie durch die Linie L3 von 2 angezeigt, wird, selbst wenn der Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 von dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 nicht umgehend in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. Das heißt, der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 wird von dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in einen Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert, wird für einen gewissen Zeitraum auf dem Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten und wird dann in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert. Dann wird in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zu dem Zeitpunkt, zu dem der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis geändert wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis umgeschaltet.
  • Wenn, wie oben beschrieben, die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, ist der Grund für das Auftreten des Zeitraums, in dem der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 inmitten seiner Veränderung von dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis und inmitten seiner Veränderung von dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis einmal auf dem Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten wird, dass der Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von Ausströmabgas durch die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Drei-Wege-Katalysators 10 beeinträchtigt wird. Das heißt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Einströmabgas aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, wird Sauerstoff, der in dem Drei-Wege-Katalysator 10 gespeichert ist, abgegeben. Aus diesem Grund wird in diesem Sauerstoffabgabezeitraum das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Ausströmabgas nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten. Infolgedessen tritt ein Zeitraum auf, in dem der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 auf dem Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten wird. Wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Einströmabgas aus dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, dann wird Sauerstoff in Abgas in dem Drei-Wege-Katalysator 10 gespeichert. Aus diesem Grund wird in diesem Sauerstoffspeicherzeitraum das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Ausströmabgas nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten. Infolgedessen tritt ein Zeitraum auf, in dem der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 auf dem Wert nahe dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gehalten wird.
  • Dann werden eine Sauerstoffmenge, die in dem Sauerstoffabgabezeitraum aus dem Drei-Wege-Katalysator 10 abgegeben wird, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Einströmabgas aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, und eine Sauerstoffmenge, die in dem Drei-Wege-Katalysator 10 in dem Sauerstoffspeicherzeitraum gespeichert wird, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Einströmabgas aus dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, mit einer maximalen Sauerstoffspeichermenge als der Sauerstoffspeicherfähigkeit des Drei-Wege-Katalysators 10 korreliert. Die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 wird mit dem Grad der Verschlechterung des Drei-Wege-Katalysators 10 korreliert. Das heißt, je höher der Grad der Verschlechterung des Drei-Wege-Katalysators 10 ist, desto geringer ist die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10. Demgemäß führt die ECU 20 die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 basierend auf der maximalen Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 aus.
  • Ein Verfahren zur Berechnung der maximalen Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 wird auf Grundlage von 3 beschrieben. 3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 (des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen Zylindern 2) und des Erfassungswertes des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 zeigt, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. Wie in 2, zeigt in 3 eine Linie L1 einen Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 an, und eine Linie L2 zeigt einen Verlauf des Erfassungswertes des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 an. Dabei ist während eines Zeitraums, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 das magere Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis ist, ein integrierter Wert der Differenz zwischen dem Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 und dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das heißt, eine Fläche eines in 3 gezeigten Bereichs I, proportional zu der in dem Drei-Wege-Katalysator 10 während des Zeitraums gespeicherten Sauerstoffmenge. Während eines Zeitraums, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 das fette Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis ist, ist ein integrierter Wert der Differenz zwischen dem Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 und dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das heißt, eine Fläche eines in 3 gezeigten Bereichs II, proportional zu der aus dem Drei-Wege-Katalysator 10 während des Zeitraums abgegebenen Sauerstoffmenge. Wenn demgemäß in dieser Ausführungsform die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, dann werden die Fläche des in 3 gezeigten Bereichs I und die Fläche des in 3 gezeigten Bereichs II wiederholt für eine vorbestimmte Anzahl von Malen berechnet, und die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 wird basierend auf einem Durchschnittswert der berechneten Werte berechnet. Dann, wenn bei der Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 geringer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, wird bestimmt, dass sich der Drei-Wege-Katalysator 10 in einem Fehlfunktionszustand befindet.
  • Selbst in einem Fall, in dem ein O2-Sensor anstelle des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorgesehen ist, wird ein Verlauf eines Erfassungswertes des O2-Sensors bei der Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur ist, durch die Sauerstoffspeicherfähigkeit des Drei-Wege-Katalysators 10 beeinträchtigt. Das heißt, eine mit dem Sauerstoffabgabezeitraum korrelierte Zeitverzögerung tritt auf, bis der Erfassungswert des auf der Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 10 vorgesehenen O2-Sensors aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 aus dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wurde. Ferner tritt eine mit dem Sauerstoffspeicherzeitraum korrelierte Zeitverzögerung auf, bis der Erfassungswert des auf der Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 10 vorgesehenen O2-Sensors aus dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 aus dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis in das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wurde. Aus diesem Grund ist es selbst in einem Fall, in dem ein O2-Sensor anstelle des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorgesehen ist, möglich, die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 basierend auf einem integrierten Wert der Differenz zwischen dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 und dem Erfassungswert des O2-Sensors bei Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur ist, zu berechnen. Dann ist es möglich, die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 basierend auf der berechneten maximalen Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 durchzuführen.
  • In dieser Ausführungsform schaltet die ECU 20 das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen Zylindern 2 zwischen dem vorbestimmten mageren Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis und dem vorbestimmten fetten Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis um, um die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen, und führt die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 basierend auf der maximalen Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 aus, welche berechnet wird, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es in einem Fall des Durchführens der Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 notwendig, die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen, welche eine von der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung verschiedene Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ist. Aus diesem Grund ist es notwendig, in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zu unterbrechen und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 wird ausgeführt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur ist. Aus diesem Grund sollte die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 selbst in einem Fall, in dem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, größer oder gleich der Diagnosetemperatur sein. Jedoch steigt bei identischem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 1, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 im Vergleich dazu, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ausgeführt wird. Selbst wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 die Diagnosetemperatur erreicht, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, nimmt demgemäß die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 ab, wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, um die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Falls infolgedessen die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 unter die Diagnosetemperatur abfällt, ist es nicht möglich, die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 durchzuführen.
  • Demgemäß schätzt die ECU 20 in dieser Ausführungsform eine Katalysator-Referenztemperatur, welche die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 (das heißt, eine Temperatur in einem Fall, in dem angenommen wird, dass die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ausgeführt wird) ist, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Die Katalysator-Referenztemperatur kann basierend auf dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 1 geschätzt werden. In einem Fall, in dem ein Temperatursensor, der die Temperatur von Einströmabgas erfasst, in dem Auslassdurchgang 7 auf der Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 10 vorgesehen ist, kann die Katalysator-Referenztemperatur basierend auf der Temperatur von Einströmabgas, die von dem Temperatursensor erfasst wird, geschätzt werden. Die ECU 20 schätzt fortwährend die Katalysator-Referenztemperatur nicht nur, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, sondern auch, während die Verbrennungskraftmaschine 1 betrieben wird. In dieser Ausführungsform schätzt die ECU 20 die Katalysator-Referenztemperatur. Die ECU 20 schätzt einen Anstieg der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zusätzlich zu der Katalysator-Referenztemperatur, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, und schätzt die gegenwärtige Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 (das heißt, die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird) durch Addieren des Anstiegs der Temperatur zur Katalysator-Referenztemperatur. In einem Fall, in dem ein Temperatursensor, der die Temperatur von Ausströmabgas erfasst, in dem Auslassdurchgang 7 auf der Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators 10 vorgesehen ist, kann die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 basierend auf der Temperatur von Ausströmabgas, die von dem Temperatursensor erfasst wird, geschätzt werden.
  • Dann unterbricht die ECU 20 die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, und führt die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aus. Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 unter die Diagnosetemperatur abnimmt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird. Aus diesem Grund ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise durchzuführen.
  • 4 ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflags, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F magerer Zylinder) eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem mageren Zylinder, eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F fetter Zylinder) eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem fetten Zylinder, der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators, eines Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflags und eines zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflags in dieser Ausführungsform in einem Fall zeigt, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag ist ein Flag, das in der ECU 20 gespeichert ist, und ein Flag, das aktiviert wird, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Das Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflag ist ein Flag, das in der ECU 20 gespeichert ist, und ein Flag, das in einem Fall aktiviert wird, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt. „Ein Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt”, ist mit anderen Worten ein Fall, in dem andere Bedingungen als die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 aus Ausführungsbedingungen der Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 festgestellt werden. Das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag ist ein Flag, das in der ECU 20 gespeichert ist, und ein Flag, das aktiviert wird, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Ein magerer Zylinder ist ein Zylinder, der ein magerer Zylinder wird, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, und ein fetter Zylinder ist ein Zylinder, der ein fetter Zylinder wird, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Demgemäß verläuft das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der mageren Zylinder und der fetten Zylinder auf die gleiche Weise, außer wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. In 4 zeigt eine Linie L4 einen Verlauf der Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 an, und eine Linie L5 zeigt einen Verlauf der Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 an.
  • In 4 wird zu einem Zeitpunkt t1 die vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung festgestellt, so dass das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag aktiviert wird und die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gestartet wird. Aus diesem Grund wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem mageren Zylinder auf das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem fetten Zylinder wird auf das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert. Wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gestartet wird, wie durch die Linie L4 angezeigt, dann nimmt die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 zu.
  • Dann wird in 4 zu einem Zeitpunkt t2 das Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflag aktiviert. Zum Zeitpunkt t2 wird die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich einer Diagnosetemperatur Tcd. Zum Zeitpunkt t2 erreicht die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 nicht die Diagnosetemperatur Tcd. Aus diesem Grund wird zu diesem Zeitpunkt die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ausgeführt, und die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird fortgesetzt.
  • Dann, wenn die Temperatur von Abgas, das aus der Verbrennungskraftmaschine 1 abgeführt wird, bei einer Veränderung des Betriebszustands der Verbrennungskraftmaschine 1 zunimmt, nimmt auch die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 entsprechend zu. Infolgedessen erreicht in 4 die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 zu einem Zeitpunkt t3 die Diagnosetemperatur Tcd. Jedoch wird in dieser Ausführungsform zum Zeitpunkt t3 die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht umgehend ausgeführt, und die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird fortgesetzt. Wenn dann ein Zustand, in dem die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist, für einen ersten vorbestimmten Zeitraum dt1 ab dem Zeitpunkt t3 fortgesetzt wird, wird zu einem Zeitpunkt t4 das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag deaktiviert und das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag wird aktiviert. Das heißt, zum Zeitpunkt t4 wird die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, und die Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird gestartet. Aus diesem Grund wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen Zylindern (den mageren Zylindern und den fetten Zylindern) so gesteuert, dass es zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umgeschaltet wird. Der erste vorbestimmte Zeitraum dt1 ist ein Zeitraum, in dem bestimmt werden kann, dass die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 stabil ist und größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd wird. Der erste vorbestimmte Zeitraum dt1 kann basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt werden. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs der mageren Zylinder in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung und das magere Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung sind nicht notwendigerweise gleich. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs der fetten Zylinder in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung und das fette Luft-Kraftstoff-Sollverhältnis in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung sind nicht notwendigerweise gleich.
  • Dann wird nach dem Zeitpunkt t4, während die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 durch die ECU 20 unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens berechnet. Die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 wird basierend auf der berechneten maximalen Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 durch die ECU 20 durchgeführt. Wenn die Fehlfunktionsdiagnose abgeschlossen ist, werden zu einem Zeitpunkt t5 das Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflag und das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag deaktiviert. Das heißt, die Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird gestoppt. Dann wird zum Zeitpunkt t5, falls die Ausführungsbedingungen der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung noch immer festgestellt werden (das heißt, falls eine Aufforderung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt), wie in 4 gezeigt, zum Zeitpunkt t5 das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag aktiviert. Das heißt, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ab dem Zeitpunkt t5 erneut gestartet. Falls zum Zeitpunkt t5 die Ausführungsbedingungen der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht festgestellt werden (das heißt, falls keine Aufforderung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt), dann wird selbst nach dem Zeitpunkt t5 das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag deaktiviert gehalten. In diesem Fall wird in der Verbrennungskraftmaschine 1 eine normale Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in die Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgeführt.
  • Nachstehend wird basierend auf dem in 5 gezeigten Flussdiagramm ein Steuerungsablauf beschrieben, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß dieser Ausführungsform ausgeführt wird. Der in 5 gezeigte Ablauf ist in der ECU 20 gespeichert und wird durch die ECU 20 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt ausgeführt, während die Verbrennungskraftmaschine 1 betrieben wird.
  • In diesem Ablauf wird zuerst in S101 bestimmt, ob das in der ECU 20 gespeicherte Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflag aktiviert ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Bestimmung von S101 negativ ist, das heißt, in einem Fall, in dem die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 nicht angefordert wird, endet die Ausführung dieses Ablaufs einmal. In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S101 ja lautet, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S102 ausgeführt.
  • In S102 wird bestimmt, ob die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird oder nicht. Konkret wird bestimmt, ob das in der ECU 20 gespeicherte erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag aktiviert ist oder nicht. In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S102 ja lautet, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S103 ausgeführt. In S103 wird eine Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 zum gegenwärtigen Zeitpunkt gelesen. Wie oben beschrieben, wird die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 durch die ECU 20 fortwährend geschätzt, während die Verbrennungskraftmaschine 1 betrieben wird.
  • Als Nächstes wird in S104 bestimmt, ob die in S103 gelesene Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur Tcd ist oder nicht. Wie oben beschrieben, wird die Diagnosetemperatur Tcd basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt und in der ECU 20 gespeichert. In einem Fall, in dem die Bestimmung von S104 negativ ist, das heißt, in einem Fall, in dem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 die Diagnosetemperatur Tcd nicht erreicht, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S107 ausgeführt. In S107 wird die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, die gerade ausgeführt wird, fortgesetzt. Dann endet die Ausführung dieses Ablaufs einmal.
  • In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S104 ja lautet, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S105 ausgeführt. In S105 wird bestimmt, ob der erste vorbestimmte Zeitraum dt1 in einem Zustand verstrichen ist, in dem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist, oder nicht. Wie oben beschrieben, wird der erste vorbestimmte Zeitraum dt1 basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt und wird in der ECU 20 gespeichert. In einem Fall, in dem die Bestimmung von S105 negativ ist, wird als Nächstes die Verarbeitung von S107 ausgeführt. Das heißt, die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, die gerade ausgeführt wird, wird fortgesetzt.
  • In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S105 ja lautet, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S106 ausgeführt. In S106 wird das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag deaktiviert, und die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird unterbrochen. Als Nächstes wird eine Verarbeitung von S108 ausgeführt. In S108 wird das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag aktiviert, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ausgeführt. Wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wird die maximale Sauerstoffspeichermenge des Drei-Wege-Katalysators 10 anhand des oben beschriebenen Verfahrens berechnet, während die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 wird basierend auf der berechneten maximalen Sauerstoffspeichermenge durchgeführt.
  • In einem Fall, in dem die Bestimmung von S102 negativ ist, das heißt, in einem Fall, in dem die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht ausgeführt wird, wenn das Fehlfunktionsdiagnoseaufforderungsflag aktiviert ist, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S109 und S110 ausgeführt. In S109 wird die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 zum gegenwärtigen Zeitpunkt gelesen. Dann wird in S110 bestimmt, ob die in S109 gelesene Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist oder nicht. In einem Fall, in dem die Bestimmung von S110 negativ ist, endet die Ausführung dieses Ablaufs einmal. In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S110 ja lautet, wird als Nächstes die Verarbeitung von S108 ausgeführt. Das heißt, das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag wird aktiviert, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ausgeführt.
  • Entsprechend dem oben beschriebenen Ablauf wird die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, nachdem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd wird, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ausgeführt.
  • Wie in dem Zeitdiagramm von 4 und dem Flussdiagramm von 5 gezeigt, wird in dieser Ausführungsform, nachdem ein Zustand, in dem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist, für den ersten vorbestimmten Zeitraum dt1 fortgesetzt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ausgeführt. Jedoch ist ein solches Vorgehen nicht unbedingt notwendig. Das heißt, wenn die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 die Diagnosetemperatur Tcd erreicht, kann die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen werden und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung kann ausgeführt werden. Selbst in diesem Fall ist es möglich, wenn ein Zustand, in dem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist, aufrechterhalten wird, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wurde, die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 durchzuführen.
  • In dieser Ausführungsform wird die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung umgehend unterbrochen, wenn der erste vorbestimmte Zeitraum dt1 in einem Zustand verstrichen ist, in dem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist, und die Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird gestartet. Das heißt, zum Zeitpunkt t4 in 4 wird das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag deaktiviert, und das zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag wird aktiviert. Jedoch wird die Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht notwendigerweise gleichzeitig gestartet, wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird.
  • Zu dem Zeitpunkt (dem Zeitpunkt t4 in 4), zu dem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, wird die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 höher als die Diagnosetemperatur Tcd. Dann, wenn die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, beginnt die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 abzunehmen. Demgemäß kann die Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gestartet werden, nachdem die Isttemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 ab dem Zeitpunkt, zu dem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, auf eine Temperatur nahe der Diagnosetemperatur Tcd abnimmt. In diesem Fall ist es möglich, eine Variation der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 zu unterbinden, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 ausgeführt wird (das heißt, die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 fällt jedes Mal, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, ohne Weiteres in einen Bereich nahe der Diagnosetemperatur Tcd). Aus diesem Grund ist es möglich, die Genauigkeit der Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 zu verbessern.
  • Als Nächstes wird ein Modifikationsbeispiel dieser Ausführungsform beschrieben. In diesem Modifikationsbeispiel wird, um eine Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 durchzuführen, die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der vorbestimmten Diagnosetemperatur ist. Wenn sich in einem Fall, in dem die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 11 in einem Normalzustand befindet, dann verläuft der Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 bei einer Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von Einströmabgas wie durch die Linie L2 von 2 angezeigt. Wenn sich der stromaufwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 11 in einem Fehlfunktionszustand befindet, dann zeigt der Erfassungswert des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 einen von der Linie L2 von 2 verschiedenen Verlauf. Wenn sich in einem Fall, in dem die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 12 in einem Normalzustand befindet, dann verläuft der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 bei einer Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von Ausströmabgas wie durch die Linie L3 von 2 angezeigt. Wenn sich der stromabwärtige Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor 12 in einem Fehlfunktionszustand befindet, dann zeigt der Erfassungswert des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 einen von der Linie L3 von 2 verschiedenen Verlauf. Mithin ist es möglich, die Fehlfunktionsdiagnose der jeweiligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 11, 12 basierend auf einer Art des Verlaufs der Erfassungswerte der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensoren 11, 12 durchzuführen, wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • Wenn die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, ist es wahrscheinlich, dass die Eigenschaften des von der Verbrennungskraftmaschine 1 abgeführten Abgases verschlechtert werden im Vergleich zu einem Normalfall, das heißt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 2 in die Nähe des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gesteuert wird. Aus diesem Grund sollte, um eine Verschlechterung der Eigenschaften von Abgas, das in die Atmosphäre abgeführt wird, zu reduzieren, selbst in einem Fall des Ausführens der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 der Drei-Wege-Katalysator 10 ausreichend aktiviert sein. Selbst wenn der Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von Einströmabgas identisch ist, liegt in einem Zustand, in dem der Drei-Wege-Katalysator nicht ausreichend aktiviert ist, zunächst einmal ein Fall vor, dass der Verlauf des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von Ausströmabgas verschieden ist von jenem, wenn der Drei-Wege-Katalysator 10 ausreichend aktiviert ist. Um die Fehlfunktionsdiagnose des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 mit hoher Genauigkeit basierend auf einer Art des Verlaufs des Erfassungswertes des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 durchzuführen, während die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, ist es aus diesem Grund notwendig, die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung in einem Zustand durchzuführen, in dem der Drei-Wege-Katalysator 10 ausreichend aktiviert ist. Wenn demgemäß die Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 durchgeführt wird, wird – analog zu dem Fall, wenn die oben beschriebene Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 durchgeführt wird – die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur ist.
  • Weiterhin ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, genau wie in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, notwendig, die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zu unterbrechen und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen. Demgemäß unterbricht die ECU 20 in diesem Beispiel in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, nachdem die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, und führt die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aus. Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 unter die Diagnosetemperatur abnimmt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wurde. Aus diesem Grund ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise durchzuführen.
  • Als Nächstes wird die zweite Ausführungsform beschrieben. Die schematische Konfiguration einer Verbrennungskraftmaschine gemäß diesem Beispiel und eines Einlass- und Auslasssystems davon ist gleich der Konfiguration gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Selbst in diesem Beispiel, wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, wird in einem Fall, in dem die vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 festgestellt wird, die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt. Ferner wird in einem Fall des Durchführens der Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt.
  • In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird die Katalysator-Referenztemperatur, welche die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 ist, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet, durch die ECU 20 geschätzt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird. Dann unterbricht die ECU 20 in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, und führt die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aus. Im Gegensatz dazu unterbricht die ECU 20 in dieser Ausführungsform in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, nachdem die Temperatur (Isttemperatur) des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich einer vorbestimmten Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, und führt die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung aus. Die Unterbrechungstemperatur ist eine höhere Temperatur als die Diagnosetemperatur. Genauer gesagt ist die Unterbrechungstemperatur eine Temperatur, auf der die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 selbst dann, wenn die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten wird, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur ist, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  • Wenn, wie oben beschrieben, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, nimmt die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 ab. Wenn jedoch die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 ausreichend hoch ist, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, dann kann selbst in einem Fall, in dem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird und die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 abnimmt, die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 nach Unterbrechen der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten werden. Das heißt, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 ausreichend hoch ist, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wird davon ausgegangen, dass die Katalysator-Referenztemperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird. Auf diese Weise wird die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung, auf der die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten wird, selbst nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird, in dieser Ausführungsform als die Unterbrechungstemperatur festgelegt. Eine solche Unterbrechungstemperatur kann basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt werden.
  • Nachstehend wird ein Steuerungsablauf bei Ausführung der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung gemäß dieser Ausführungsform basierend auf dem in 6 gezeigten Flussdiagramm beschrieben. Der in 6 gezeigte Ablauf ist in der ECU 20 gespeichert und wird durch die ECU 20 in einem vorbestimmten Zyklus wiederholt ausgeführt, während die Verbrennungskraftmaschine 1 betrieben wird. Die Schritte, in denen die gleichen Verarbeitungen wie jene in dem in 5 gezeigten Ablauf durchgeführt werden, sind durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • In diesem Ablauf wird in einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S102 ja lautet, als Nächstes eine Verarbeitung von S203 ausgeführt. In S203 wird eine Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 zum gegenwärtigen Zeitpunkt gelesen. Wie oben beschrieben, wird die Isttemperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung fortwährend durch die ECU 20 geschätzt, während die Verbrennungskraftmaschine 1 betrieben wird.
  • Als Nächstes wird in S204 bestimmt, ob die in S203 gelesene Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich einer vorbestimmten Unterbrechungstemperatur Tcs ist. Wie oben beschrieben, wird die Unterbrechungstemperatur Tcs basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt und in der ECU 20 gespeichert. In einem Fall, in dem die Bestimmung von S204 negativ ist, das heißt, in einem Fall, in dem die Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 die Unterbrechungstemperatur Tcs nicht erreicht, wird als Nächstes die Verarbeitung von S107 ausgeführt.
  • In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S204 ja lautet, wird als Nächstes eine Verarbeitung von S205 ausgeführt. In S205 wird bestimmt, ob ein zweiter vorbestimmter Zeitraum dt2 in einem Zustand verstrichen ist, in dem die Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur Tcs ist, oder nicht. Der zweite vorbestimmte Zeitraum dt2 ist ein Zeitraum, in dem bestimmt werden kamt, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung stabil ist und größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd wird. Das heißt, falls ein Zustand, in dem die Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur Tcs ist, für den zweiten vorbestimmten Zeitraum dt2 oder länger fortgesetzt wird, kann bestimmt werden, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 stabil sein kann und größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten werden kann, selbst nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird. Solch ein zweiter vorbestimmter Zeitraum dt2 wird basierend auf einem Experiment oder dergleichen vorab bestimmt und in der ECU 20 gespeichert. In einem Fall, in dem die Bestimmung von S205 negativ ist, wird als Nächstes die Verarbeitung von S107 ausgeführt. In einem Fall, in dem das Ergebnis der Bestimmung von S205 ja lautet, wird als Nächstes die Verarbeitung von S106 ausgeführt. Das heißt, das erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsausführungsflag wird deaktiviert, und die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird unterbrochen.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Ablauf wird, nachdem die Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur Tcs wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ausgeführt. Damit ist es möglich, zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 unter die Diagnosetemperatur abnimmt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird. Aus diesem Grund ist es in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise durchzuführen.
  • Wie in dem Flussdiagramm von 6 gezeigt, wird in dieser Ausführungsform, nachdem ein Zustand, in dem die Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur Tcs ist, für den zweiten vorbestimmten Zeitraum dt2 fortgesetzt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung wird ausgeführt. Jedoch ist ein solches Vorgehen nicht unbedingt notwendig. Das heißt, wenn die Temperatur Tc des Drei-Wege-Katalysators 10 die Unterbrechungstemperatur Tcs erreicht, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, dann kann die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen werden, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung kann ausgeführt werden. Selbst in diesem Fall ist es möglich, die Fehlfunktionsdiagnose des Drei-Wege-Katalysators 10 durchzuführen, wenn ein Zustand, in dem die Katalysator-Referenztemperatur Tcbase des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Diagnosetemperatur Tcd ist, aufrechterhalten wird, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird.
  • Wie in dem Modifikationsbeispiel der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, kann selbst in der zweiten Ausführungsform in einem Fall, in dem eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorliegt, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen werden, nachdem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, und die zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung kann ausgeführt werden. Demgemäß ist es möglich zu verhindern, dass die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators 10 unter die Diagnosetemperatur abnimmt, nachdem die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbrochen wird. Aus diesem Grund ist es, genau wie in dem oben beschriebenen Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform, in einem Fall, in dem während der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine Aufforderung zur Fehlfunktionsdiagnose des stromaufwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 11 oder des stromabwärtigen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensors 12 vorliegt, möglich, die Fehlfunktionsdiagnose auf geeignetere Weise auszuführen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2001-050082 A [0004]

Claims (6)

  1. Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine (1) mit einer Mehrzahl von Zylindern (2), wobei das Abgassteuerungssystem umfasst: einen Drei-Wege-Katalysator (10), der in einem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren (5a) vorgesehen ist, wobei die Auslasszweigrohre (5a) jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern (2) verbunden sind, einen stromaufwärtigen Sensor (11), der in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, wobei der stromaufwärtige Sensor (11) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, einen stromabwärtigen Sensor (12), der in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, wobei der stromabwärtige Sensor (12) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, und eine elektronische Steuerungseinheit (20), die konfiguriert ist, um: die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen; ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, wenn die elektronische Steuerungseinheit bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) festgestellt wird, wobei das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und wobei das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis; eine Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator (10), dem stromaufwärtigen Sensor (11) und dem stromabwärtigen Sensor (12) auszuführen; eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zur Durchführung der Fehlfunktionsdiagnose auszuführen; das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern (2) zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umzuschalten, wenn in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist; die Katalysator-Referenztemperatur zu schätzen, während die elektronische Steuerungseinheit die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausführt, wobei die Katalysator-Referenztemperatur die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) ist, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet; und die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  2. Abgassteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuerungseinheit (20) konfiguriert ist, um die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem ein Zustand, in dem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur ist, für einen ersten vorbestimmten Zeitraum oder länger fortgesetzt wird.
  3. Abgassteuerungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine (1) mit einer Mehrzahl von Zylindern (2), wobei das Abgassteuerungssystem umfasst: einen Drei-Wege-Katalysator (10), der in einem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren (5a) vorgesehen ist, wobei die Auslasszweigrohre (5a) jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern (2) verbunden sind, einen stromaufwärtigen Sensor (11), der in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, wobei der stromaufwärtige Sensor (11) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, einen stromabwärtigen Sensor (12), der in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, wobei der stromabwärtige Sensor (12) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert; und eine elektronische Steuerungseinheit (20), die konfiguriert ist, um: eine erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung auszuführen; ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern und ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu steuern, wenn die elektronische Steuerungseinheit (20) bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) festgestellt wird, wobei das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, das fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis; eine Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator (10), dem stromaufwärtigen Sensor (11) und dem stromabwärtigen Sensor (12) auszuführen; eine zweite Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose auszuführen; das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern (2) zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis umzuschalten, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist; und die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich einer vorbestimmten Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wobei die Unterbrechungstemperatur eine höhere Temperatur als die Diagnosetemperatur und eine Temperatur ist, auf der die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten wird, selbst wenn die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht.
  4. Abgassteuerungssystem nach Anspruch 3, wobei die elektronische Steuerungseinheit (20) konfiguriert ist, um die Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf durchzuführen, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem ein Zustand, in dem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich der Unterbrechungstemperatur ist, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum oder länger fortgesetzt wird.
  5. Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine (1), wobei die Verbrennungskraftmaschine (1) eine Mehrzahl von Zylindern (2) beinhaltet und mit einem Abgassteuerungssystem versehen ist, wobei das Abgassteuerungssystem einen Drei-Wege-Katalysator (10), einen stromaufwärtigen Sensor (11), einen stromabwärtigen Sensor (12) und eine elektronische Steuerungseinheit (20) beinhaltet, wobei der Drei-Wege-Katalysator (10) in einem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren (5a) vorgesehen ist, wobei die Auslasszweigrohre (5a) jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern (2) verbunden sind, wobei der stromaufwärtige Sensor (11) in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, und der stromaufwärtige Sensor (11) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, und wobei der stromabwärtige Sensor (12) in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, und der stromabwärtige Sensor (12) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung; Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die elektronische Steuerungseinheit (20) bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) festgestellt wird, wobei das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator (10), dem stromaufwärtigen Sensor (11) und dem stromabwärtigen Sensor (12); Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose; Umschalten, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern (2) zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist; Schätzen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer Katalysator-Referenztemperatur, während die elektronische Steuerungseinheit (20) die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausführt, wobei die Katalysator-Referenztemperatur die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) ist, die keinen Anstieg der Temperatur bei der Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung beinhaltet; und Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), der Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die geschätzte Katalysator-Referenztemperatur größer oder gleich der Diagnosetemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird.
  6. Steuerungsverfahren für eine Verbrennungskraftmaschine (1), wobei die Verbrennungskraftmaschine (1) eine Mehrzahl von Zylindern (2) beinhaltet und mit einem Abgassteuerungssystem versehen ist, wobei das Abgassteuerungssystem einen Drei-Wege-Katalysator (10), einen stromaufwärtigen Sensor (11), einen stromabwärtigen Sensor (12) und eine elektronische Steuerungseinheit (20) beinhaltet, wobei der Drei-Wege-Katalysator (10) in einem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite eines Sammlers von Auslasszweigrohren (5a) vorgesehen ist, wobei die Auslasszweigrohre (5a) jeweils mit der Mehrzahl von Zylindern (2) verbunden sind, wobei der stromaufwärtige Sensor (11) in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromaufwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, und der stromaufwärtige Sensor (11) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, und wobei der stromabwärtige Sensor (12) in dem Auslassdurchgang (7) auf einer Stromabwärtsseite des Drei-Wege-Katalysators (10) vorgesehen ist, und der stromabwärtige Sensor (12) konfiguriert ist, um eine physikalische Größe zu erfassen, die mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von Abgas korreliert, wobei das Steuerungsverfahren umfasst: Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung; Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis und Steuern, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem anderen Teil der Mehrzahl von Zylindern (2) auf ein fettes Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn die elektronische Steuerungseinheit (20) bestimmt, dass in der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung eine vorbestimmte Temperaturerhöhungsbedingung zum Erhöhen der Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) festgestellt wird, wobei das magere Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches magerer ist als ein stöchiometrisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis, und das fette Luft-Kraftstoff-Verhältnis ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, welches fetter ist als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis; Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer Fehlfunktionsdiagnose zur Diagnose mindestens eines aus dem Drei-Wege-Katalysator (10), dem stromaufwärtigen Sensor (11) und dem stromabwärtigen Sensor (12); Ausführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), einer zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung zum Durchführen der Fehlfunktionsdiagnose; Umschalten, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Luft-Kraftstoff-Gemischs in allen der Mehrzahl von Zylindern (2) zwischen dem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis und dem fetten Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wenn in der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich einer vorbestimmten Diagnosetemperatur ist; und Durchführen, durch die elektronische Steuerungseinheit (20), der Fehlfunktionsdiagnose durch Ausführen der zweiten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung als Reaktion darauf, dass die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht, nachdem die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich einer vorbestimmten Unterbrechungstemperatur wird, während die erste Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ausgeführt wird, wobei die Unterbrechungstemperatur eine höhere Temperatur als die Diagnosetemperatur und eine Temperatur ist, auf der die Temperatur des Drei-Wege-Katalysators (10) größer oder gleich der Diagnosetemperatur gehalten wird, selbst wenn die elektronische Steuerungseinheit die Ausführung der ersten Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung unterbricht.
DE102017113408.5A 2016-06-27 2017-06-19 Abgassteuerungssystem für Verbrennungskraftmaschine und Steuerungsverfahren für Verbrennungskraftmaschine Expired - Fee Related DE102017113408B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016126812A JP6477612B2 (ja) 2016-06-27 2016-06-27 内燃機関の排気浄化システム
JP2016-126812 2016-06-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102017113408A1 true DE102017113408A1 (de) 2017-12-28
DE102017113408B4 DE102017113408B4 (de) 2020-08-06

Family

ID=60579552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017113408.5A Expired - Fee Related DE102017113408B4 (de) 2016-06-27 2017-06-19 Abgassteuerungssystem für Verbrennungskraftmaschine und Steuerungsverfahren für Verbrennungskraftmaschine

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10247114B2 (de)
JP (1) JP6477612B2 (de)
DE (1) DE102017113408B4 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021116730A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 トヨタ自動車株式会社 下流側空燃比検出装置の異常診断装置
US11932080B2 (en) 2020-08-20 2024-03-19 Denso International America, Inc. Diagnostic and recirculation control systems and methods
US11760169B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Particulate control systems and methods for olfaction sensors
US11881093B2 (en) 2020-08-20 2024-01-23 Denso International America, Inc. Systems and methods for identifying smoking in vehicles
US11828210B2 (en) 2020-08-20 2023-11-28 Denso International America, Inc. Diagnostic systems and methods of vehicles using olfaction
US11813926B2 (en) 2020-08-20 2023-11-14 Denso International America, Inc. Binding agent and olfaction sensor
US11636870B2 (en) 2020-08-20 2023-04-25 Denso International America, Inc. Smoking cessation systems and methods
US11760170B2 (en) 2020-08-20 2023-09-19 Denso International America, Inc. Olfaction sensor preservation systems and methods
JP7444081B2 (ja) 2021-01-08 2024-03-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001050082A (ja) 1999-08-06 2001-02-23 Hitachi Ltd 空燃比制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2812023B2 (ja) * 1991-11-12 1998-10-15 トヨタ自動車株式会社 触媒劣化度検出装置
DE19510642C2 (de) * 1994-12-02 1997-04-10 Volkswagen Ag Verfahren zur Reduzierung von Schadstoffen des Abgases einer mehrere Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine
JP3267188B2 (ja) * 1997-05-12 2002-03-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化判定装置
JP4285459B2 (ja) * 2005-08-22 2009-06-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2008175134A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化診断装置
JP5061861B2 (ja) * 2007-11-21 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
EP2538047B1 (de) * 2010-02-15 2017-12-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Katalysatorverschlechterungsdiagnosevorrichtung für einen verbrennungsmotor
US9695731B2 (en) 2011-06-24 2017-07-04 Ford Global Technologies, Llc System and methods for controlling air fuel ratio
JP2016070106A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 ダイハツ工業株式会社 内燃機関の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001050082A (ja) 1999-08-06 2001-02-23 Hitachi Ltd 空燃比制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018003606A (ja) 2018-01-11
JP6477612B2 (ja) 2019-03-06
US10247114B2 (en) 2019-04-02
DE102017113408B4 (de) 2020-08-06
US20170370302A1 (en) 2017-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017113408B4 (de) Abgassteuerungssystem für Verbrennungskraftmaschine und Steuerungsverfahren für Verbrennungskraftmaschine
DE112010005452B4 (de) Steuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102016219548B4 (de) Ammoniak-Schlupf-Detektion
DE102008018045B4 (de) Vorrichtung zum Bestimmen einer Filterverstopfung für einen Dieselmotor
DE102017131256B4 (de) Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor und Anomaliediagnosesystem für eine Steuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor
DE112007001343B4 (de) Katalysatorverschlechterungserfassungsvorrichtung
DE102014118714A1 (de) Verfahren zum Diagnostizieren eines SCR-Katalysators
DE102005005537A1 (de) Steuergerät für Verbrennungsmaschine
DE112008000982T5 (de) Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuervorrichtung und Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerungsverfahren für eine Brennkraftmaschine
DE112009004625T5 (de) Steuervorrichtung undSteuerverfahren für ein Fahrzeug
DE102017131019B4 (de) Steuervorrichtung für Verbrennungsmotor
DE112013006583B4 (de) Vorrichtung zum Erfassen eines Zwischen-Zylinder-Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ungleichgewichts in einer Mehrzylinder-Verbrennungskraftmaschine
DE102008002366A1 (de) Abgasreinigungsgerät für eine Magerverbrennungsbrennkraftmaschine
DE112019004370B4 (de) Verarbeitungsvorrichtung für verdampften Kraftstoff
DE102016110517A1 (de) Kraftstoffschätzvorrichtung
DE102014213106A1 (de) Fehlererfassungsvorrichtung für ein Abgasrückführgerät einer Kraftmaschine mit Turbolader
DE112008001903B4 (de) Fahrzeugsteuerungsverfahren und Fahrzeugsteuerungsvorrichtung
DE102012207717A1 (de) Verfahren zur Partikelfilterregeneration
DE102010040678A1 (de) Verfahren zur Überwachung der Schadstoff-Konvertierungsfähigkeit in einem Abgasnachbehandlungssystem
DE102010031073A1 (de) Ansprecherfassungsvorrichtung eines Sensors zur Ermittlung der Abgaskomponentenkonzentration
DE102016118923A1 (de) Verfahren zum Vermindern von Motorölverdünnung
DE102017124203A1 (de) Verfahren und system zur katalytischen umwandlung
DE102020132545A1 (de) Detektionsvorrichtung für katalysatordegradation
DE112006003641T5 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Luftkraftstoffverhältnisses einer Brennkraftmaschine auf Grundlage eines Ionenstroms
DE102018100130B4 (de) Abgassteuerungssystem eines Verbrennungsmotors und Steuerungsverfahren eines Abgassteuerungssystems eines Verbrennungsmotors

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee